Um motor homopolar é um motor elétrico simples com dois pólos magnéticos. Eles foram inventados em 1800 e não têm nenhuma aplicação prática significativa hoje, mas podem ser úteis para a demonstração ou compreensão de como as correntes elétricas e os motores funcionam. Construir seu próprio motor homopolar é divertido e fácil, mas requer cautela. Nunca use ímãs com peso superior a 30 gramas; isso o coloca em risco de prender a mão ou esmagar a bateria. O motor homopolar oferece oportunidades ilimitadas para a criatividade - quase qualquer formato de fio de cobre simétrico que você possa imaginar pode ser adaptado como um projeto de motor homopolar.
Passos
Método 1 de 3: Fazendo um Motor Homopolar Básico
Etapa 1. Prepare os materiais para o motor
Você vai precisar de um ímã de neodímio, um parafuso para madeira, um carretel de fio de cobre de bitola fina (1,3 milímetros / calibre 16), alicate de corte, alicate de ponta fina e uma bateria AA. Certifique-se de usar um fio não revestido, não magnético e um tanto flexível. O fio de cobre revestido é geralmente feito de vários filamentos de cobre finos tecidos em um fio semelhante a uma corda. Este tipo de fio é muito fraco para manter uma forma dobrável, uma qualidade que você desejará que tenha mais tarde.
O ímã deve ser um cilindro achatado com um diâmetro não maior que cerca de um centímetro. Tenha cuidado para não deixar crianças pequenas brincarem com o ímã. Além disso, não o coloque sobre ou próximo a equipamentos eletrônicos, incluindo tablets, telefones ou MP3 players
Etapa 2. Coloque a cabeça do parafuso no ímã
Em outras palavras, a ponta do parafuso deve ficar diretamente para cima do ímã, cuja cabeça plana está fixada no ímã. A cabeça do parafuso deve estar perfeitamente centrada no ímã, com uma quantidade igual de espaço ao longo de todo o perímetro entre a borda do ímã e a borda da cabeça do parafuso.
Se quiser ajustar a posição do parafuso no ímã, você deve ser capaz de deslizá-lo. Se você quiser usar outro parafuso por algum motivo (ou de repente perceber que precisa pendurar uma imagem com o parafuso), tente empurrá-lo para fora do ímã em vez de puxá-lo para fora
Etapa 3. Segure a extremidade positiva da bateria AA (aquela com o divot se estendendo) logo acima da ponta afiada do parafuso
Aperte a bateria entre o polegar e o dedo médio. Abaixe a bateria sobre o parafuso de forma que a ponta do parafuso faça contato com o centro aproximado do pólo positivo da bateria. A bateria agora deve estar acima do parafuso, que deve estar acima da bateria, em uma linha vertical.
Etapa 4. Conclua o circuito
Com a mão livre, leve uma extremidade do fio de cobre até o pólo negativo (a extremidade plana) da bateria. Aperte o fio no lugar em cima do pólo negativo com o dedo indicador. Traga a outra ponta do fio de cobre até a bateria e faça contato com ela. O conjunto de prego e ímã deve girar.
- Você pode ouvir um zumbido baixo ou zumbido quando o circuito for concluído.
- Se ele não girar, tente inverter a polaridade do ímã removendo o parafuso, virando o ímã e recolocando o parafuso.
Método 2 de 3: fazendo um motor homopolar sem as mãos
Etapa 1. Coloque o ímã de neodímio na extremidade plana da bateria
Um ímã de neodímio é um ímã de terras raras feito de neodímio e é extremamente forte. Aplique o ímã com cuidado na parte inferior da bateria. Coloque o conjunto de bateria / ímã em uma superfície plana.
Etapa 2. Dobre o fio em forma de coração
Meça toda a altura do conjunto bateria / ímã. Obtenha um modelo em forma de coração em um livro de colorir ou imprima um em seu computador. Coloque o modelo em uma superfície plana. Encontre o centro do fio de cobre e coloque-o sobre o ponto de onde se irradia o ângulo agudo do gabarito do coração. A partir daí, o fio deve se curvar para cima e para longe do ponto central antes de voltar para a base da bateria.
Etapa 3. Use as medidas do conjunto de bateria / ímã para ajustar sua forma
Certifique-se de que o ponto central do coração do fio fique no pólo positivo e a parte inferior se feche em torno do ímã. As duas extremidades do fio devem se fechar em torno da bateria em ambos os lados, formando um circuito fechado. O fio deve tocar as laterais da bateria sem apertar com tanta força que o movimento do fio ao redor da bateria seja limitado ou impossível quando ela começar a girar.
Etapa 4. Faça pequenos ajustes no fio em forma de coração que você confeccionou
O ajuste fino da forma do fio pode exigir sessões repetidas de colocá-lo no conjunto de bateria / ímã, verificar a simetria e o equilíbrio e alargar ou apertar a alça formada pelos dois "braços" do coração que se encontram em torno da base. Certifique-se de que o laço ao redor do ímã não entre em contato com a mesa; se isso acontecer, causará atrito que impede a velocidade e a eficácia do seu motor homopolar.
Etapa 5. Dê partida no motor
Quando o formato do fio estiver pronto, você pode defini-lo no pólo positivo da bateria. Observe a forma do fio girar e girar. Se você está em um relacionamento, este design de motor homopolar funciona como um presente romântico DIY fácil.
Método 3 de 3: fazendo um motor homopolar de bailarina
Etapa 1. Comece fazendo um laço que se ajusta ao redor do ímã
Assim como o fio de cobre em forma de coração, este motor homopolar usa uma bateria AA simples colocada sobre um ímã de neodímio na posição vertical com seu pólo positivo orientado acima do pólo negativo. Passe um fio de cobre ao redor do ímã. Você não precisa fazer todo o laço tocar a base; um laço ovular que toca a bateria em apenas dois pontos é tão aceitável quanto um laço circular que agarra todo o ímã.
Etapa 2. Torça o fio em um semi-saca-rolhas
Quando o laço ao redor da base estiver completo, dobre o fio para cima e para longe do laço ao redor do ímã. O diâmetro do saca-rolhas deve ser apenas alguns milímetros mais largo do que o da bateria. Pare o saca-rolhas na metade do comprimento da bateria.
Etapa 3. Mude a direção do fio em uma linha perfeitamente vertical
Em um ponto cerca de três milímetros acima do ponto mais alto da bateria, pressione o fio para dentro em um ângulo de noventa graus em direção ao centro do pólo positivo. Uma vez que o fio esteja sobre a saliência central do pólo positivo, dobre-o para baixo de modo que toque na saliência e, em seguida, volte para cima e para longe da saliência em uma curva fechada.
Etapa 4. Faça uma pequena dançarina
Em vez do formato de um coração, dobre o fio de cobre na forma de uma bailarina, com os braços estendidos. Comece girando o fio, agora apontando para cima, em uma dobra de noventa graus, cerca de uma polegada e meia acima do pólo positivo da bateria. Aproximadamente um centímetro ao longo deste comprimento, puxe o fio em uma curva fechada, inclinando-o para trás em direção à curva de noventa graus que você acabou de fazer.
Etapa 5. Incline o fio para cima em uma volta de noventa graus e puxe o fio em uma forma aproximadamente circular do tamanho de um níquel
Esta será a cabeça da dançarina. Uma vez do outro lado do "pescoço" da dançarina, traga o fio de volta para o outro lado da dançarina, refletindo as dobras que você acabou de fazer. Você deve terminar com uma forma de “T” com um círculo acima da junção central. No entanto, você não pode terminar onde começou (tocando o ponto central do polo positivo da bateria) e, portanto, precisará cortar o fio em um ponto cerca de meio centímetro acima do polo positivo da bateria.
Pode ser útil usar um modelo ou contorno que você desenhou ou imprimiu da Internet ao moldar o fio na forma de bailarina. Você pode imprimir o contorno ou modelo da bailarina e, em seguida, colocar o fio sobre ele, dobrando ao longo do contorno para obter a forma desejada
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Pontas
- A dançarina pode ter uma forma complicada porque é menos simétrica do que a forma de coração.
- Se você tiver problemas para dar partida no motor homopolar, dê um leve empurrão ou gire em torno de seu eixo vertical para ligá-lo.
- Se você tiver problemas para equilibrar o fio da bateria, ajuste-o um pouco para que fique mais simétrico.
- Você pode usar qualquer forma simétrica que desejar ao dobrar o fio de cobre. A forma simétrica deve ser capaz de tocar o pólo positivo da bateria e girar em torno do próprio ímã na base do conjunto bateria / ímã. Você pode usar um coração, um retângulo ou uma forma de borboleta.
Avisos
- Desconecte o fio de cobre dos ímãs e da bateria se o motor não girar para que você não corra o risco de queimar a bateria.
- Não use baterias recarregáveis ou de lítio, nem deixe-as sem supervisão.
- Nunca use ímãs com peso superior a 30 gramas; isso o coloca em risco de prender a mão ou esmagar a bateria.
- Tenha cuidado. O motor homopolar pode liberar muita energia na forma de calor. Não deixe girar por muito tempo ou sua mão vai queimar.
- Nunca deixe nenhuma criança tocar nos ímãs que você usa no experimento.
